CN106371444B - 一种泡菜灌封输配料*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种泡菜灌封输配料***,包括至少一台用于提供泡菜的拌料机;至少一台用于将泡菜灌封的灌装机;闭环设置的导航磁条,导航磁条沿拌料机的出料口以及灌装机的入料口设置;至少一台顺着导航磁条运行的投料车,用于将拌料机的泡菜运输至灌装机。本发明所提供的泡菜灌封输配料***,采用了基于磁导航技术的导航***,实现投料车的精确定位和循环运动,自动完成装料、运料和投料,自动化以及智能化程度高,具有安全稳定,低成本高实用价值等优点。
Description
技术领域
本发明属于物料输送技术领域,具体涉及一种泡菜灌封输配料***。
背景技术
泡菜是我国传统的蔬菜加工品,风味独特,产地遍布全国各地。如今泡菜产业已成为最具特色的农产品加工产业,对发展蔬菜产业,带动农民增收,推进农业产业升级发挥了重要作用。
现在泡菜的工业化生产中,其后续加工工序包括:根据需要按蔬菜的品种和辅料进行计量配料后将泡菜拌和均匀,随后对拌和均匀的泡菜进行灌装,通过袋装或瓶装后真空封口。
现有的生产厂家主要还是通过小车将拌料机内的拌好的泡菜人工推送至灌装机并人工舀到灌装机内进行灌装,或者通过人工操作叉车实现泡菜从拌料机到灌装机的转运。由于需要全天24小时,一年365天连续灌装,只能通过人工不断的转运,这样的操作方式不仅效率低下,且成本较高,已经不能满足现代化生产的需求。
发明内容
本发明的目的是解决上述问题,提供一种自动化程度高的泡菜灌封输配料***。
为解决上述技术问题,本发明的技术方案是:一种泡菜灌封输配料***,包括至少一台用于提供泡菜的拌料机;至少一台用于将泡菜灌封的灌装机;闭环设置的导航磁条,导航磁条沿拌料机的出料口以及灌装机的入料口设置;至少一台顺着导航磁条运行的投料车,用于将拌料机的泡菜运输至灌装机。
优选地,所述投料车包括车体以及安装在车体上可上下移动的料斗,料斗的底部设有压力传感器,料斗上设有支撑杆,支撑杆的端部位于料斗上端开口的上方,支撑杆的端部上设有面向料斗上端开口的控料超声波距离传感器。
优选地,所述车体包括导向机构,导向机构包括与车体可转动连接的导向轴、安装在导向轴下端的导向轮,导向轴上设有第一同步带轮和第二同步带轮,第一同步带轮通过同步带与转向电机的输出端相连,第二同步带轮通过同步带与角度传感器相连。
优选地,所述投料车包括竖直设置的导轨,料斗安装在导轨上可沿着导轨在竖直方向滑动,车体上从上往下依次设有用于监控料斗位置的投料位置传感器、装料位置传感器和装卸料斗位置传感器。
优选地,所述车体的四周设有避障超声波距离传感器。
优选地,所述投料车的前后两端均设有用于扫描导航磁条的导航磁传感器。
优选地,所述导航磁条根据其所处位置的不同分设有不同工位,每个工位处设有定位磁条和近场通信发射器,投料车上设有用于扫描定位磁条的定位磁传感器以及用于与近场通信发射器通信的近场通***。
优选地,所述导航磁条设有充电工位,充电工位处设有与电源相连的初级线圈,投料车底部设有与投料车电池相连的次级线圈,投料车的定位磁传感器与充电工位的定位磁条相对时,初级线圈与次级线圈相对。
优选地,所述导航磁条与拌料机相对处为装料工位,装料工位处设有弧形的装料磁条,装料磁条的一端与导航磁条相连,另一端延伸至拌料机的出料口下方。
优选地,所述投料车还包括无线通信模块,无线通信模块与主控制器进行无线通信,主控制器分别与拌料机和灌装机进行数据通信。
本发明的有益效果是:本发明所提供的泡菜灌封输配料***,采用了基于磁导航技术的导航***,实现投料车的精确定位和循环运动,自动完成装料、运料和投料,自动化以及智能化程度高,具有安全稳定,低成本高实用价值等优点。
附图说明
图1是本发明泡菜灌封输配料***的示意图;
图2是本发明导向机构的结构示意图;
图3是本发明料斗的示意图;
图4是本发明投料车充电状态示意图;
图5是本发明料斗在投料位置的示意图;
图6是本发明料斗在装料位置的示意图;
图7是本发明料斗在装卸料斗位置的示意图;
图8是本发明避障超声波距离传感器安装位置示意图;
图9是本发明投料车装料过程示意图;
图10是本发明投料车在投料工位的示意图;
附图标记说明:1、拌料机;2、灌装机;3、导航磁条;4、投料车;5、车体;6、料斗;7、压力传感器;8、支撑杆;9、控料超声波距离传感器;10、导向轴;11、导向轮;12、第一同步带轮;13、转向电机;14、第二同步带轮;15、角度传感器;16、导轨;17、投料位置传感器;18、装料位置传感器;19、装卸料斗位置传感器;20、托架;21、导航磁传感器;22、定位磁条;23、定位磁传感器;24、初级线圈;25、次级线圈;26、电源控制器;27、充电控制器;28、电池组;29、灌装料斗;30、装料磁条;31、避障超声波距离传感器。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的说明:
如图1至图10所示,本发明的泡菜灌封输配料***,包括至少一台用于提供泡菜的拌料机1,至少一台用于将泡菜灌封的灌装机2,闭环设置的导航磁条3,导航磁条3沿拌料机1的出料口以及灌装机2的入料口设置,拌料机1的出料口面向导航磁条3设置,灌装机2的入料口面向导航磁条3设置,还包括至少一台顺着导航磁条3运行的投料车4,用于将拌料机1的泡菜运输至灌装机2,以及主控制器,主控制器作为数据处理中心和调度中心,与拌料机1、灌装机2和投料车4分别进行数据通信。
如图10所示,投料车4包括小车控制器、车体5以及安装在车体5上可上下移动的料斗6,投料车4的前后两端均设有用于扫描导航磁条3的导航磁传感器21。导航磁条3预埋于地下,安装在投料车前后的导航磁传感器对导航磁条进行扫描,使投料车车体的中心线与导航磁条重合,这样就可以保证投料车按给定的轨迹进行运动,实现小车在前后行走和过弯时运动的精确控制。
导航磁条3根据其所处位置的不同分设有不同工位,投料车需要在不同工位进行自动投料、自动装料、自动充电、清洗等作业,因此小车在作业前需要进行工位识别和精确定位,每个工位处设有定位磁条22和近场通信发射器,定位磁条22预埋于地下。投料车4上设有用于扫描定位磁条22的定位磁传感器23以及用于与近场通信发射器通信的近场通***。
投料车通过近场通***与近场通信发射器通信的通信,便能判断是否为目标工位,如果是则投料车减速慢行进行精确定位。导航磁条3与灌装机2相对处设为投料工位,对于投料工位,预埋定位磁条的位置应使投料车停在该位置时,料斗6的中心线应与灌装机灌装料斗29的中心线相重合,此时投料车位置如图10所示。
导航磁条3与拌料机1相对处为装料工位,装料工位处设有定位磁条22和弧形的装料磁条30,装料磁条30的一端与导航磁条3相连,另一端延伸至拌料机1的出料口下方。投料车通过识别装料磁条30靠近拌料机1,然后通过定位磁条22的定位,使得料斗6与拌料机1的出料口相对。拌料机1具有自动出料口,当投料车到位后,自动进行装料。图9所示为投料车装料过程示意图,其中虚线所示为投料车的运动方向。
为了便于投料车转向,车体5设有导向机构,如图2所示,导向机构包括与车体5可转动连接的导向轴10、安装在导向轴10下端的导向轮11,导向轴10上设有第一同步带轮12和第二同步带轮14,第一同步带轮12通过同步带与转向电机13的输出端相连,第二同步带轮14通过同步带与角度传感器15相连。
转向电机选用步进电机或伺服电机,可保证在手动操作投料车转向时不会对导向轴的转动造成明显的阻碍。角度传感器采用绝对位置编码器,该编码器不仅使得小车控制器在小车刚刚上电时可获知导向轮的实际角度,还省去了导向轮行程限位器,避免了转向电机误操作。
小车控制器结合投料车移动速度和当前轨迹偏差来闭环实时调整导向角度,并根据角度传感器的反馈,实现对导向角度的闭环控制,因此形成了双闭环轨迹控制***。
投料车在行进过程中遇到人或其他障碍物要进行自动减速或停止。如图8所示,车体5的四周设有避障超声波距离传感器31,箭头所指示的是相应避障超声波距离传感器的探测方向,避障超声波距离传感器能检测4m以内的障碍物,并快速响应是否需要避开或者给予警示。
当投料车靠近灌装机等作业工位时,由于避障超声波距离传感器具有一定的探测角度,安装在车体正前方的避障超声波距离传感器可能会将灌装机等视作障碍物而停止运行。为避免这一情况,车体侧方的避障超声波距离传感器的安装位置要比车体正向前放的避障超声波距离传感器更靠前一些,以便于小车控制器对障碍物和工位物体进行识别。
如图5至图7所示,投料车4包括竖直设置的两条平行的导轨16,料斗6下端与托架20相连,料斗6和托架20均可滑动的安装在导轨16上,升降电机通过升降机构驱动托架20沿着导轨16在竖直方向上下滑动,托架20带动导轨16上下滑动。升降机构须具有自保持功能,否则电机需要有死锁机构。
车体5上从上往下依次设有用于监控料斗6位置的投料位置传感器17、装料位置传感器18和装卸料斗位置传感器19。图5是料斗在投料位置的示意图,此时料斗中部与投料位置传感器17相对,料斗处于较高位置,便于料斗向灌装机2的灌装料斗投料。图6是料斗在装料位置的示意图,此时料斗中部与装料位置传感器18相对,料斗处于较低位置,便于料机1的出料口向料斗内装料。图7是料斗在装卸料斗位置的示意图,此时料斗中部与装卸料斗位置传感器19相对,在此位置可将料斗装卸,进行清洗。
由于投料车的料斗在转运的过程中位置较高,现有技术通过人工转运时一般是人为观察反射镜对料斗内的料量进行监测。如图3所示,本发明在料斗6的底部角落分别设有压力传感器7,压力传感器7位于料斗6与托架20的连接处。通过对料斗和料进行称重来估计料量。
由于泡菜丝在料斗内堆积容易冒尖,需要进一步控制洒落的风险,在料斗6边缘上设有支撑杆8,支撑杆8的端部位于料斗6上端开口的上方,支撑杆8的端部上设有面向料斗6上端开口的控料超声波距离传感器9。这样依据料多的时候探测到的距离短、料少的时候探测距离长,进而可以估计料量的多少。压力传感器与控料超声波距离传感器结合对料量进行综合估计。不仅提高了估计精度,而且提高了***的可靠性。
灌装机2包括灌装料斗29,灌装料斗29与料斗6的结构类似,在灌装料斗29的底部设有压力传感器,灌装料斗29上端开口的上方设有超声波距离传感器,用于对灌装料斗29的料量进行监测,用于判断是否需要投料和投料时是否已经投满。
投料车4还包括无线通信模块,无线通信模块与小车控制器以及投料车上安装的各类传感器相连,无线通信模块与主控制器进行无线通信。拌料机1和灌装机2也分别设置无线通信模块,用于采集拌料机1和灌装机2的各类信息并与主控制器进行无线通信。
如图4所示,导航磁条3设有充电工位,充电工位处设有初级线圈24,初级线圈24依次与电源控制器26和电源相连,投料车4底部设有次级线圈25,次级线圈25依次与充电控制器27和电池组28相连,投料车4的定位磁传感器23与充电工位的定位磁条22相对时,初级线圈24与次级线圈25相对,对电池组28进行无线充电。这种充电方式使得投料车每次经过充电工位时都可以进行充电,因此电池组的电量可维持在一个相对稳定的工作范围而无需进行大充大放,对电池的工作十分有利,不仅可延长电池寿命而且减少了电池的维护工作。
也可根据实际应用的需求采用在充电工位设置固定的充电桩来对投料车4的电池进行充电,即当投料车4的定位磁传感器23与充电工位的定位磁条22相对时,投料车4的充电触头与充电桩的充电接口接触。
在本实施例中,灌装机的数量为七,沿导航磁条并列分布。拌料机的数量为一,投料车的数量为三,三台投料车根据主控制器的指令不断顺着导航磁条运行。在实际生产中,可根据生产的需要,多灌装机、投料车和拌料机的数量进行灵活安排。
本领域的普通技术人员将会意识到,这里所述的实施例是为了帮助读者理解本发明的原理,应被理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本发明公开的这些技术启示做出各种不脱离本发明实质的其它各种具体变形和组合,这些变形和组合仍然在本发明的保护范围内。
Claims (8)
1.一种泡菜灌封输配料***,其特征在于,包括:
至少一台用于提供泡菜的拌料机(1);
至少一台用于将泡菜灌封的灌装机(2);
闭环设置的导航磁条(3),导航磁条(3)沿拌料机(1)的出料口以及灌装机(2)的入料口设置;
至少一台顺着导航磁条(3)运行的投料车(4),用于将拌料机(1)的泡菜运输至灌装机(2);
所述导航磁条(3)根据其所处位置的不同分设有不同工位,每个工位处设有定位磁条(22)和近场通信发射器,投料车(4)上设有用于扫描定位磁条(22)的定位磁传感器(23)以及用于与近场通信发射器通信的近场通***;投料车通过近场通***与近场通信发射器通信的通信,判断是否为目标工位,如果是则投料车减速慢行进行精确定位;
小车控制器结合投料车移动速度和当前轨迹偏差来闭环实时调整导向角度,并根据角度传感器的反馈,对导向角度的闭环控制,形成双闭环轨迹控制***;
所述投料车(4)包括车体(5)以及安装在车体(5)上可上下移动的料斗(6),料斗(6)的底部设有压力传感器(7),料斗(6)上设有支撑杆(8),支撑杆(8)的端部位于料斗(6)上端开口的上方,支撑杆(8)的端部上设有面向料斗(6)上端开口的控料超声波距离传感器(9)。
2.根据权利要求1所述的泡菜灌封输配料***,其特征在于:所述车体(5)包括导向机构,导向机构包括与车体(5)可转动连接的导向轴(10)、安装在导向轴(10)下端的导向轮(11),导向轴(10)上设有第一同步带轮(12)和第二同步带轮(14),第一同步带轮(12)通过同步带与转向电机(13)的输出端相连,第二同步带轮(14)通过同步带与角度传感器(15)相连。
3.根据权利要求1所述的泡菜灌封输配料***,其特征在于:所述投料车(4)包括竖直设置的导轨(16),料斗(6)安装在导轨(16)上可沿着导轨(16)在竖直方向滑动,车体(5)上从上往下依次设有用于监控料斗(6)位置的投料位置传感器(17)、装料位置传感器(18)和装卸料斗位置传感器(19)。
4.根据权利要求1所述的泡菜灌封输配料***,其特征在于:所述车体(5)的四周设有避障超声波距离传感器(31)。
5.根据权利要求1所述的泡菜灌封输配料***,其特征在于:所述投料车(4)的前后两端均设有用于扫描导航磁条(3)的导航磁传感器(21)。
6.根据权利要求1所述的泡菜灌封输配料***,其特征在于:所述导航磁条(3)设有充电工位,充电工位处设有与电源相连的初级线圈(24),投料车(4)底部设有与投料车(4)电池相连的次级线圈(25),投料车(4)的定位磁传感器(23)与充电工位的定位磁条(22)相对时,初级线圈(24)与次级线圈(25)相对。
7.根据权利要求1所述的泡菜灌封输配料***,其特征在于:所述导航磁条(3)与拌料机(1)相对处为装料工位,装料工位处设有弧形的装料磁条(30),装料磁条(30)的一端与导航磁条(3)相连,另一端延伸至拌料机(1)的出料口下方。
8.根据权利要求1所述的泡菜灌封输配料***,其特征在于:所述投料车(4)还包括无线通信模块,无线通信模块与主控制器进行无线通信,主控制器分别与拌料机(1)和灌装机(2)进行数据通信。
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